Tamara Oblak1, Stanislav Avsec2
1ŠC Škofja Loka, 2Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta
Povzetek
Ustvarjalnost kot ena izmed pomembnih veščin 21. stoletja je močno prisotna pri vsakem postopku snovanja in konstruiranja, tako v razredu kot tudi v panogah gospodarskih dejavnosti in vsakdanjem življenju, zato ga moramo razvijati na celi vertikali šolanja in čez. Raziskovalno delo je usmerjano na obravnavo primernosti in uspešnosti metode učenja s poizvedovanjem za namen razvijanja tehniške ustvarjalnosti pri vsebinah tehnike in tehnologije v osnovni šoli. Namen našega dela je bil ugotoviti, ali učenje s poizvedovanjem vsebin optimizacije vodnih in vetrnih turbin, ki sta bili izvedeni na različnih nivojih PU in z različno vključenostjo učiteljev, vpliva na tehniško ustvarjalnost in kako. Uporabili smo kvantitativni pristop empirično eksperimentalnega pedagoškega raziskovanja, in sicer je v raziskavi sodelovalo 154 učencev 8. in 9. razreda petih osnovnih šol v šolskem letu 2015/2016. Učenci so se aktivno učili na dveh različnih nivojih/zvrsteh učenja s poizvedovanjem, ki sta za področje osnovne šole najbolj primerna, in sicer strukturirano in usmerjeno učenje s poizvedovanjem. Za ugotavljanje odnosa in izkušenj učencev do tehnike in tehnologije smo uporabili nestandardizirani vprašalnik "Tehnika in jaz", medtem ko smo ustvarjalnost testirali s standardiziranim testom z risanjem, imenovanim TCT-DP.
Standardizirani test ustvarjalnosti z risanjem je bil izveden kot pred- in posttest, Tehnika in jaz pa kot enkraten test. Na podlagi ugotovitev smo presodili, da so tehniški dnevi, izvedeni z različnimi vrstami/nivoji PU, pripomogli k dvigu tehniške ustvarjalnosti. Večji doprinos k ustvarjalnosti je prinesla delavnica vsebin Optimizacije vetrnih turbin, kjer so bili učenci le usmerjeni k problemom, medtem ko so učenci pri skupini Optimizacija vodnih turbin bili deležni več strukture in večje vključenosti učitelja.
Učenci so na predtestu ustvarjalnosti v povprečju dosegli 24,18 točk od skupno 78, medtem ko so na posttestu napredovali na 27,87 točk. Te vrednosti so tudi primerljive z do sedaj zmerjenimi dosežki učencev 8. in 9. razreda slovenskih osnovnih šol. Učinek delavnic usmerjenega PU na prirastek ustvarjalnosti je statistično značilen (α <0,05) in ocenjen kot zmeren (Cohen d = 0,54). Na splošno je odnos učencev do vsebin tehnike in tehnologije okrog povprečja na lestvici s srednjo vrednostjo 2,5.
Ugotovili smo tudi, da pozitiven odnos do vsebin tehnike in tehnologije (TiT) doprinese k razvoju tehniške ustvarjalnosti. Še posebej je pomemben interes za vsebine TiT, ki ima močno napovedno vrednost na dvig tehniške ustvarjalnosti (α = 0,01, β = 0,33) in kaže na potrebno vzdrževano motivacijo tekom PU ter kot drugi pomemben dejavnik odnosa, zavedanje posledic tehnike in tehnologije, ravno tako statistično značilno napove dvig tehniške ustvarjalnosti (α = 0,02, β = 0,21).
Raziskava je pokazala, da ustvarjalni učitelj in njegova vpletenost ni dovolj za učinkovit razvoj tehniške ustvarjalnosti pri učencih, medtem ko so primerno artikulirane aktivne oblike učenja lahko primeren
101 vzvod za kreativnost učencev zlasti ob sodobnih in aktualnih vsebinah širšega področja tehnologij in spodbudnem učnem okolju.
Ključne besede: Tehnika in tehnologija, učenje s poizvedovanjem, tehniška ustvarjalnost, odnos učencev do tehnike in tehnologije, test ustvarjalnosti z risanjem.
Abstract
Creativity, as one of the important skills of the 21st century, is strongly included in every process of designing and constructing, both in the classroom and in the branches of economic activities and daily life, so we need to develop it throughout the vertical of schooling and beyond. This study discusses the adequacy and successfulness of the inquiry-based learning method for developing technical creativity in the design and technology classes in primary school. The aim of our work was to discover whether the inquiry-based learning on the topics of optimizing water and wind turbines which were lectured on different levels of inquiry-based learning and with different teacher participation had an effect on the technical creativity and how. We used the quantitative approach of empirical experimental pedagogical research method; 154 pupils in 8th and 9th grade from five primary schools in the academic year 2015/16 participated in the research. The pupils actively participated in two different levels/genres of inquiry-based learning which are the most suitable for primary schools, that is structured and oriented learning with inquiry. To assess the pupils’ attitude and experience in design and technology we used a non-standard questionnaire “Design and me” while we tested creative thinking with a standard test with drawing TCT-DP. The standard test of creative thinking with drawing was carried out as a pre- and post-test; while the “Design and me” was a one-time test. Based on the findings we judged that the design days at school with different levels/genres of inquiry-based learning help increasing technical creativity.
The bigger contribution to creativity was from the workshop Optimizing wind turbines where the pupils were only oriented towards the problems while the pupils in the workshop Optimizing water turbines were given more structure and more teacher participation. The pupils scored in the pre-test on average 24.18 points from 78, while they improved on the post-test to 27.87 points. These values are comparable with the so-far measured achievements of the Slovene pupils from 8th and 9th grades. The effect of the workshops of the directed inquiry-based learning is statistically meaningful (α <0.05) and valued as moderate (Cohen d = 0.54). In general, the pupils’ attitude towards design and technology is average on the scale with the medium value 2.5. We also established that the positive attitude towards design and technology contributes to developing technical creativity. The interest in design and technology is especially important since it has a strong predictive value on increase of technical creativity (α = 0.01, β
= 0.33) and shows that it is necessary to maintain motivation during inquiry-based learning and the second important factor of the relationship, being aware of the consequences of design and technology, also statistically meaningfully predict the increase of technical creativity (α = 0.02, β = 0.21).
The research showed that a creative teacher and his/her participation is not enough for an effective development of technical creativity with pupils; while the appropriately designed active forms of learning can be an appropriate lever for pupils’ creativity, especially with modern and up-to-date contents of the wide area of technologies and a stimulative learning environment.
Key words: Design and technology, inquiry-based learning, technical creativity, pupils’ attitudes towards technology, testing creative thinking with drawing.
Uvod
Tehnika predstavlja naš vsakdan in se razvija tako hitro, kot se razvija družba. Potreba po znanju tehnike in inženirstva je vedno večja. Vsak dan se v družbi pojavi tehniški ali tehnološki
102 problem, ki ga želimo rešiti čim hitreje, k rešitvi pa v veliki meri pomaga ustvarjalnost, ki jo ima v določeni meri vsak posameznik. Ustvarjalnost in inovativnost sta zato ključnega pomena pri doseganju višje kakovosti življenja in zmanjšanju vplivov na okolje ter pri reševanju velikih družbenih izzivov, kot so: javno zdravje, staranje prebivalstva, energija, voda in hrana, podnebne spremembe, pandemije in socialna varnost ali stabilnost (Luchs idr., 2016; Wrigley in Straker, 2017). Prav tako krepita našo sposobnost spodbujanja večje rasti produktivnosti, boljših storitev in večje blaginje; omogoča tudi pojav novih poslovnih modelov in inovativnih načinov dela, ki ponujajo večjo prožnost delodajalcem in zaposlenim (Wrigley in Straker, 2017).
V okviru tehnološkega problema se je smiselno osredotočiti na tehniško ustvarjalnost, ki ji ime nadenemo takrat, ko ljudje ustvarijo novo teorijo, tehnologijo ali idejo. Ustvarjalnost v osnovni šoli (OŠ) ne spodbujajo vsi učni predmeti, zato je tehnika in tehnologija (TiT) s svojimi metodami aktivnega, na učenca osredinjenega dela in učenja še toliko bolj pomembna.
Ustvarjalnost pri omenjenem predmetu naj bi krepili predvsem s postavljanjem odprtih problemov, iskanjem izboljšav izdelkov in novih funkcionalnosti, razširitvijo področja uporabe izdelka. Koncept pouka TiT temelji na snovanju oz. oblikovanju tehniških izdelkov oz. procesov (Jensterle, 2017).
Snovanje kot osrednja aktivnost tehniškega in inženirskega delovanja je opredeljena kot
»sistematičen, inteligenten postopek, v katerem oblikovalci ustvarjajo, ocenjujejo in določajo koncepte za naprave, sisteme ali za procese, katerih oblika in funkcija dosegata cilje stranke ali potrebe uporabnikov ob izpolnjevanju določenega niza omejitev«. (Dym idr., 2005, str. 104).
Skladno s to definicijo so bile opredeljene posebne veščine, potrebne za uspešno inženirsko oblikovanje, vključno z zmožnostjo: a) prenašanja dvoumnosti skozi divergentno-konvergentni proces razmišljanja; b) razmišljati v smislu širše slike; c) ravnati z negotovostjo; č) sprejemanja odločitev; d) razmišljanja kot del skupine v družbenem procesu; e) razmišljanja in komuniciranja v več jezikih snovanja (Dym idr., 2005).
Uporaba snovalskega razmišljanja v izobraževanju ustreza teoriji konstruktivizma (Noweski idr., 2012). Ta se osredinja na procese, s katerimi študentje gradijo svoje miselne strukture iz interakcije med svojimi izkušnjami in idejami. Ta teorija daje prednost praktičnim, samodejno usmerjenim dejavnostim, namenjenim snovanju in odkrivanju (Wenger, 2009). V tehniškem in inženirskem izobraževanju vključujemo študente v reševanje realnih in življenjskih problemov s pristopom, ki je osredinjen na študenta, vključili se bodo kot aktivni udeleženci v socialnih skupnostih, razvijali empatijo kot rezultat svojih izkušenj v dejanskih okoliščinah in oblikovali identitete v povezavi s temi skupnostmi. Zato lahko snovalsko razmišljanje povežemo s socialno teorijo učenja, ki jo je predlagal Wenger (2009); ta se osredinja na učenje kot družbeno udeležbo.
Zelo pomemben vidik snovalskega razmišljanja je ustvarjalna ideja, ki prevladuje ves čas procesa snovanja (Sung in Kelley, 2019). Najti nove ideje, tehnične izboljšave in inovacije je velik izziv za vsakega oblikovalca. Ustvarjalnost igra pomembno vlogo v procesu snovalskega razmišljanja kot sredstva za premostitev raziskav in zasnove koncepta (Luchs idr., 2015; Sung in Kelley, 2019). Z več iteracijami na področju raziskav snovanja (uporabniških študij in vpogledov), idej, oblikovanja prototipov in testiranja ima ustvarjalnost pomembno vlogo pri reševanju problemov pri primerjanju, ocenjevanju in vrednotenju, izbiri, združevanju in uporabi
103 znanj ter veščin v povezavi z doseganjem praktičnih rešitev (Koh idr., 2015; Luchs idr., 2015;
Plattner idr., 2018).
Ustvarjalnost oz. ustvarjalni potencial je vpliven dejavnik vzdržnega razvoja katerekoli organizacije, kot so izobraževalne, umetniške, znanstvene, industrijske … (Unsworth 2001).
Skupaj z inovacijami olajša transformacijo vlog posameznikov, skupine ali organizacije na želen nivo ali želeno stanje (Rank, Pace in Ferse, 2004). Še več, ustvarjalnost je bila izkazana kot ena izmed prvih treh veščin, potrebnih za konkurenčno zaposljivost na trgu dela v 21.
stoletju (Avsec in Šinigoj, 2016; Barbot idr, 2015), in sicer poleg medosebnih veščin komunikacijskih spretnosti ter veščine kritičnega razmišljanja in reševanja problemov.
Inovativnost bi morala biti ključni produkt ustvarjalnega procesa v tehniškem in inženirskem izobraževanju (Avsec in Šinigoj, 2016; Cropley, 2015).
Tehniška ustvarjalnost se kot ena od domen ustvarjalnosti odraža na različne načine: v konceptualni preslikavi izdelka na drugo področje uporabe, redefiniciji, preprostih in naprednih inkrementacijskih izboljšavah izdelka, razširitvi rabe, rekonstrukciji in preusmeritvi ter ponovni uvedbi izdelka na drugem nivoju uporabe (Cropley, 2015). Tehniška ustvarjalnost je v okviru predmeta TiT večkrat omenjena in promovirana, manjkajo pa ključni dokazi o uspešnosti pouka TiT z ozirom na dvig ustvarjalnega mišljenja učencev. Še zlasti je viden primanjkljaj na področju inventivnih izdelkov, izboljšav izdelkov in procesov, neustrezno učno/delovno okolje ter kognitivna obremenitev na razvoj ustvarjalnosti neprimernih organizacijskih oblik in metod pouka (Avsec in Šinigoj, 2016). Znano je tudi dejstvo, da ustvarjalen učitelj na ustvarjalni proces v razredu ima vpliv, ni pa še poznano, kako je z razvojem ustvarjalnosti pri aktivnih oblikah učenja, kjer so učenci v središču učnega procesa, učitelj pa služi bolj kot usmerjevalec in usklajevalec.
Dandanes poznamo veliko načinov poučevanja, vendar kljub temu učitelji še vedno stremijo k tradicionalni obliki, saj je zanjo potrebno vložiti najmanj truda, v razredu porabimo najmanj časa in rezultati poučevanja so vidni takoj. Vendar pa je smiselno monotonost pouka popestriti z induktivnimi metodami, med katere sodi tudi poizvedovalno učenje (PU), saj take oblike od učenca zahtevajo večjo miselno aktivnost in ga postavijo v samo središče, hkrati pa omogočajo razvoj osebnih in medosebnih veščin ter tehniških sposobnosti za obvladovanje tehnoloških sprememb. Avtorji so se ukvarjali z merjenjem ustvarjalnosti z uporabo različnih testov (Torrance, Guilford, Wallas in Kogan, Lubart, Urban …) (Jensterle, 2017). S temi testi so avtorji identificirali nadarjene ljudi. Nekateri so iskali sestavine divergentnega mišljenja, drugi so primerjali uspešnost v šoli z ustvarjalnostjo, nekateri so iskali povezave med učnimi stili študentov in njihovo ustvarjalnostjo. PU ima pozitivne učinke na znanje in na razvoj veščin in spretnosti raziskovanja, reševanja problemov, ni pa še jasnih dokazov o tem, kako učenje s poizvedovanjem vpliva na razvoj tehniške ustvarjalnosti.
Ustvarjalnost in tehniška ustvarjalnost
Ustvarjalnost ali kreativnost je bistven element učnega procesa. V splošnem velja, da je ustvarjalnost sposobnost za inovacije in biti zmožen preseči, kar je že znano (Jaarsveld, Lachmann, van Leeuwen, 2012). Različni avtorji navajajo različne razlage pojma, saj poenotena definicija ne obstaja. Papotnik (1991) navaja, da je ustvarjalnost bistvena in splošna človekova lastnost. B. Marentič Požarnikova (2000) meni, da je ustvarjalna oseba tista, ki prispeva nove, edinstvene ideje in iznajdbe. Barbot, Besancon in Lubart (2016) navajajo, da
104 je ustvarjalnost sposobnost kreacije originalnega izdelka ali procesa znotraj določenega področja in omejitev. Ustvarjalnost je opredeljena tudi kot sposobnost ustvarjanja rešitve za slabo definiran problem ali pa kot sposobnost opredeljevanja novih problemov (Jaarsveld idr., 2012). Omeniti velja Guilforda (1971), saj je avtor delitve mišljenja na divergentno in konvergentno. Ustvarjalnost je uvrstil v divergentno mišljenje, saj ta vrsta mišljenja spodbuja iskanje več različnih rešitev problema, ki je ga je potrebno rešiti. Lastnosti ustvarjalnega mišljenja so:
ustvarjalna fantazija,
odkrivanje problemov in
tolerantnost do nedoločenosti (prav tam).
Omenimo še faze ustvarjalnega mišljenja, ki so naslednje:
preparacija, zaprt, druga dimenzija pa je spodbuda, ki je lahko notranja ali zunanja. Glavne štiri kategorije ustvarjalnosti so naslednje:
odzivna ustvarjalnost (ang. responsive creativity) – problem je podan, v naprej predstavljen, kar pomeni, da je zaprt. Udeleženec se reševanja problema loti zaradi zunanjih vplivov oziroma spodbujevalcev. Je najbolj prevladujoča oblika ustvarjalnosti.
Svoboda pri izbiri nalog v tej kategoriji je precej omejena.
pričakovana ustvarjalnost (ang. expected creativity) – problem je navadno odkrit z lastnim zanimanjem, spodbuda pa je zunanja. Udeleženec si tako izbere sam temo ali materiale.
prispevajoča ustvarjalnost (ang. contributory creativity) – problem je podan, spodbuda pa prihaja iz udeleženca samega. To je ustvarjalnost, kjer udeleženec sam sprejema odločitve raziskovanja problema, vendar je slednji v naprej popolnoma določen.
proaktivna ustvarjalnost (ang. proactive creativity) – motivacija je samo notranja, udeleženec pa na lastno pobudo diagnosticira težavo in poskusi priti do rešitve problema. Predlogi rešitve so tako prostovoljni. Zelo pogosto se pojavlja pri izboljševanju proizvodnih procesov, prav tako pa tudi pri izboljšavi že obstoječih proizvodih ali predlogih za nove izdelke (Unsworth, 2001).
Učenci, ki so aktivni in ne pasivni, ne potrebujejo osnovne algoritmične strukture, vendar potrebujejo dovolj prostora, da vidijo celotno sliko, da so lahko bolj ustvarjalni (Szewczyk-Zakrzewska in Avsec, 2016). Avtorja sta tudi pokazala neposredno sklopitve učnih stilov učencev in ustvarjalnosti, kar je lahko v pomoč vsakemu učitelju TiT za optimizacijo pouka učenja ob hkratnem dvigu ustvarjalnosti. Še posebej izpostavljen cilj TiT je doseganje izboljšav izdelkov, lahko pa so cilj tudi novi in originalni izdelki, kar je pod domeno tehniške ustvarjalnosti.
Človek je ustvarjalen na vseh področjih svojega življenja, najsi bo to pri kuhanju, izbiri oblek ali pa zgolj pri razporejanju svojega prostega časa. TiT kot obvezen predmet v osnovni šoli pa učence spodbuja k dvigu tehniške ustvarjalnosti.
105 Trstenjak (1981) ugotavlja, da ni vsako človeško delovanje tudi produktivno, saj ni vsak izdelek oziroma produkt tudi izviren in uporaben. Preoblikovanje obstoječega v novo obliko ali nov proizvod imenujemo reprodukcija, kar pomeni, da ni nujno odkriti nekaj novega. Papotnik (1991) tehniško ustvarjalnost razume kot sposobnost, nadarjenost človeka za preoblikovanje materiala in energije v dobro človeka. Za umetniško in znanstveno-tehnično ustvarjalnost je značilno preoblikovanje začetne situacije v drugo, nam nepoznano situacijo. Pri tem odkrivamo nov svet in prepletamo tako zavestne kot podzavestne dejavnosti. Tehniška ustvarjalnost nam omogoča reproduktivne in produktivne tehnične dejavnosti. Med reproduktivne dejavnosti sodijo ponavljanje, izvajanje, urejanje delovnih operacij in izvajanje operacij. Med produktivne tehnične dejavnosti pa sodijo projektiranje pripomočkov, postopkov in načinov dela, konstruiranje modelov, naprav, delovnih postopkov, učil … (Papotnik, 1992). Ustvarjalnost v tehniki lahko enačimo s konstrukcijskim, tehničnim in tehnološkim razmišljanjem. Faze tehniške ustvarjalnosti so:
tehnična zamisel,
zbiranje in analiza materialov za njeno realizacijo,
realizacija in
kontrola rezultata (Papotnik, 1991).
Trstenjak (1981) opozarja, da ne smemo enačiti pojmov, kot sta ustvarjalnost in produktivnost, saj produktivnost deluje z učinkom, proizvaja nove kvalitete, ustvarjalnost pa se izraža v znanstveni in umetniški smeri. To pomeni, da mnogokrat pri ustvarjalnosti ne dosežemo realizacije ideje. Cropley (2015) opredeli sestavine ustvarjalnega mišljenja za razvoj tehniške ustvarjalnosti, kot so: tekočnost (število) idej, prilagodljivost idej, izvirnost/originalnost, dodelanost in natančnost, figuralna elaboracija, občutljivost za probleme in sposobnost redefinicije. Za potrebe tehniškega in inženirskega izobraževanja je razširil obstoječe modele (slika 1), ki omogočajo celovit dvig ustvarjalnega potenciala, ki se kaže pri ljudeh, na izdelkih in procesih. Model tudi regulira dejavnike okolja (virtualno, fizično, organizacijsko in socialno) ter zaporedje in nadgradnjo faz tehniške ustvarjalnosti.
Tuji avtorji tudi navajajo, da je tehniška ustvarjalnost (ang. tehnical creativity), ko ljudje ustvarijo novo teorijo, tehnologijo ali idejo (Understanding Creativity, b. d.). Novih idej ne bi bilo brez zastavljanja problemov, ki pa so v večini odprte narave, zato sta v okviru tega nam najbolj zanimivi pričakovana in proaktivna ustvarjalnost, ki smo jih opisali v zgornjem poglavju.
Tehniške ustvarjalnosti pa ne bi bilo brez spodnjih pojmov:
Izumiteljska ustvarjalnost (ang. inventive creativity) je imeti cilj ustvariti ali se izmisliti novo kombinacijo sestavin, komponent, da bi spremenili izdelek, proizvod ali tehnološki postopek (Creativity and innovation, b. d.).
Oblikovalsko-tehniška ustvarjalnost (ang. design creativity) se ukvarja z obravnavo problemov, potreb in želja ter nanje odgovoriti z razvojem novih idej, ki se razvijajo v uporabne izdelke (Design, Creativity and Technology, b. d.).
Tehniška inovacija (ang. tehnical innovation) je, ko je nov produkt prepoznaven kot boljši od prejšnjega oziroma je proces boljši od že obstoječe konkurenčne tehnologije (Kastelic, 2016).
Invencija (ang. invention) je nova ideja oziroma proces, ki spreminja idejo v izdelek, proizvod ali tehnološki postopek (prav tam).
106 Slika 1: Razširjen model faz razvoja tehniške ustvarjalnosti (Cropley 2015).
Vsak izdelek tehniške ustvarjalnosti se prične z idejo, kako rešiti problem, ali ustvariti novo potrebo. Potem se nadaljuje z izvedbenimi različicami, ki so bolj ali manj učinkovite. Najbolj učinkovita različica predstavlja osnutek za izdelavo izdelka, ki s svojo novostjo, izboljšavo, originalnostjo, redefinicijo … predstavlja invencijo ali izum. Ko se pojavi zanimanje za invencijo, začnemo komercializacijo izdelka – izum dobi tržno vrednost, kar imenujemo inovacija. Tu pride do izraza definicija tehniške ustvarjalnosti, ki pravi, da gre za iskanje ali razvijanje novih teorij, tehnologij in idej, ki vodijo do izboljšave produkta ali procesa z na trgu prepoznano dodano vrednostjo.
Sklepamo lahko, da je tehniška ustvarjalnost potrebna v tehniških in inženirskih poklicih, kot so strojništvo, elektrotehnika, gradbeništvo, energetika, transport, biotehnologija, kmetijske tehnologije… S to vrsto ustvarjalnosti iščemo odgovore na probleme, ki jih v današnjem svetu ni malo, saj smo ljudje bitja, ki si želimo življenje kar se da poenostaviti, predvsem pa izboljšati, kar vpliva tudi na funkcionalnost in učinkovitost procesa ali izdelka. Za iskanje odgovorov na ta vprašanja je potrebna velika mera tehniške ustvarjalnosti v povezavi z znanjem.
Merjenje ustvarjalnosti
Merjenje ustvarjalnosti